基于粉煤灰/壳聚糖复合吸附技术的铊污染治理研究

来源 :华北水利水电大学 | 被引量 : 3次 | 上传用户:gmwang2009
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随着我国经济、工业等的发展,环境污染问题目前已经成为人们关注的一个重要问题,其中水污染问题给社会造成的影响也越来越大,而重金属水污染问题因其破坏性大、危害长久等目前也备受社会各界的关注。吸附法因其处理成本低廉、操作简单等优点,目前已经成为市场上应用较为广泛的处理重金属废水污染的方法。本研究以灵宝市宏农涧河为例,重点调查了引起宏农涧河重金属TI污染的主要工业污染源,对工业企业的外排口水质、污水处理厂的进出口水质、重点监测断面的水质进行了取样检测,从而分析了解了灵宝市宏农涧河的铊污染现状,针对其污染现状,以粉煤灰/壳聚糖(FACS)复合材料作为吸附剂,对水中TI进行吸附处理研究,实验首先合成了FACS复合吸附材料,然后通过SEM、FTIR、XRD对吸附材料进行表征,并对FACS吸附水中TI的性能进行了相关的研究,结果表明:(1)黄金冶炼有限公司、开源矿业和新凌铅业外排工业废水中含有重金属TI,外排水质监测结果表明其重金属TI含量超过了地表水水质标准0.0001mg/L的限值,另污水处理厂进出口水质明显重金属TI含量超标,重点监测断面坡头桥断面、入黄口前500m、入黄口前3000m、备用水源取水口中除备用水源取水口和入黄口前500m处水质重金属TI含量达标外,另外两断面水质重金属TI含量均出现超标。(2)以粉煤灰、壳聚糖为原料合成的FACS复合吸附材料,SEM表征结果说明FACS颗粒表面含有大量的微孔结构,孔隙率较大,经吸附反应之后,微孔结构会被填充,孔隙率下降。FTIR及XRD表征结果表明FACS含有大量的O-H、C-H、Si-O共价键,吸附材料主要含有硅酸盐类化合物,而该特性与粉煤灰的主要化学组成有关,经吸附不同体系的含TI废水之后,FACS吸附材料的主要化学键组成、化学基团不会发生变化。(3)FACS复合吸附材料在pH较低时,随着pH值的增大吸附效果逐渐变差,接近中性之后吸附效果开始随着pH值的增大逐渐转好,在pH为8时具有最佳的吸附效果;当反应时间为60min、吸附剂量为2g、转速为225r/min时具有最大吸附量;当Fe3+单独与TI+共存时基本不会影响吸附剂对TI+的吸附、Mn2+离子单独与TI+共存时,不利于吸附剂对TI+的吸附,而两者同时与TI+共存时,则有助于FACS对TI+的吸附。(4)吸附动力学结果表明,准二级动力学模型更适合用来对吸附过程进行拟合,吸附过程中的化学反应为主要的吸附速率控制步骤;吸附等温线拟合结果表明,Langmuir等温拟合结果与实际反应平衡吸附量存在一定的偏差,Freundlich等温拟合更适合用于对等温吸附过程的拟合,说明FACS复合材料对TI的吸附属于非均相反应表面的多分子层吸附。(5)吸附再生结果表明,经吸附-解吸-吸附的循环过程之后,FACS复合材料对TI仍具有较高的吸附性能,该材料能够反复利用,属于环境友好型材料,具有良好的环境效益和经济效益。
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